淺談500kV油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障

電力變壓器視界

2021年6月16日 16:12

摘要

由于油浸變壓器鐵芯采用一點(diǎn)接地后會(huì)有可能把鐵芯懸浮電位消除，如果出現(xiàn)接地點(diǎn)之間形成閉合回路，會(huì)產(chǎn)生環(huán)流的情況，一般在鐵芯出現(xiàn)有兩處或兩處以上接地點(diǎn)，導(dǎo)致鐵芯局部產(chǎn)生高溫然后損壞絕緣，嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)生燒損。本文通過一起油浸式變壓器鐵芯接地故障的處理實(shí)例，分析了變壓器鐵芯出現(xiàn)多點(diǎn)接地故障時(shí)的查找以及處理方式。

關(guān)鍵詞：500kV 油浸式；變壓器鐵芯；多點(diǎn)接地故障

油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地，是變壓器較常見故障之一，特別是500kV 這種大型油浸式變壓器。這類故障輕微的會(huì)造成鐵芯局部過熱，然后導(dǎo)致油分解，產(chǎn)生可燃性氣體，嚴(yán)重的會(huì)造成鐵芯局部燒損。而對(duì)于查找多點(diǎn)接地故障點(diǎn)，常規(guī)的檢查方法就是吊罩檢查，如果不能直接找到故障點(diǎn)，一般都是用直流法或者交流法進(jìn)行查找的，因?yàn)槎帱c(diǎn)接地故障點(diǎn)的位置都是在不同的地方，查找和處理起來都存在著一定的難度。不但工作量大、費(fèi)用高、停電時(shí)間長，給用戶用電造成影響，而且大型變壓器吊罩存在很大的風(fēng)險(xiǎn)。

一、鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害與原因

1.1 鐵芯多點(diǎn)接地故障的危害

因?yàn)樽儔浩鞯拇怕凡糠质氰F芯，所以鐵芯在油浸變壓器安裝完畢以后，直接通過絕緣小套管接地的。變壓器在正常運(yùn)行中時(shí)，交變磁場存在于繞組四周，低壓繞組與鐵芯、高壓繞組與低壓繞組、鐵芯與外殼等三組都因?yàn)?a href="http://www.yqgqt.org.cn/video/c209576" class="jsk-anchor">電磁感應(yīng)的作用存在著寄生電容，這時(shí)鐵芯對(duì)地產(chǎn)生要懸浮點(diǎn)位，就需要帶電繞組通過寄生電容產(chǎn)生耦合作用。因?yàn)殍F芯與繞組的距離跟其他金屬構(gòu)件與繞組的距離都是不一樣的，所以致使各構(gòu)件之間存在著電位差，只有當(dāng)兩點(diǎn)之間的電位差能夠擊穿其間的絕緣時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生火花放電的現(xiàn)象, 不過這種放電并不能連續(xù)，因此如果長期下去會(huì)對(duì)固體絕緣與變壓器油都會(huì)造成一定的影響，但把外殼與鐵芯連接起來，使鐵芯與外殼等電位，沒有電位差就能消除這種現(xiàn)象。但當(dāng)鐵芯或其他金屬構(gòu)件有兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，接地點(diǎn)就會(huì)形成閉合回路，造成環(huán)流，就會(huì)引起局部過熱，導(dǎo)致油分解，絕緣性能就會(huì)下降，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)使鐵芯硅鋼片燒壞，局部過熱擴(kuò)大，形成惡性循環(huán)，造成變壓器燒損重大事故。因

為500kV 是大型油浸式變壓器，所以就更容易發(fā)生這種故障。

1.2 鐵芯多點(diǎn)接地故障的原因

因鐵芯如果有兩點(diǎn)或者兩點(diǎn)以上的點(diǎn)接地就會(huì)形成閉合回路，致使局部過熱，嚴(yán)重的會(huì)燒毀變壓器，而造成鐵芯多點(diǎn)接地故障的原因有以下幾點(diǎn)：

（1）鐵芯絕緣如果受潮或損壞，就會(huì)導(dǎo)致鐵芯高阻多點(diǎn)接地。

（2）穿芯螺栓鋼座套如果過長就會(huì)與硅鋼片短接。

（3）有時(shí)候安裝時(shí)如果疏忽就會(huì)使鐵芯碰夾件或者碰殼。

（4）加工工藝和設(shè)計(jì)如果不合格就會(huì)使接地片造成短路。

（5）潛油泵軸承磨損產(chǎn)生的金屬粉末，如果不清理就會(huì)形成橋路，造成鐵軛與箱底多點(diǎn)接地。

（6）在制造過程中如果雜質(zhì)清理不徹底，一些導(dǎo)電微粒使鐵芯與外罩或拉帶短路。

（7）主變內(nèi)如果存在金屬異物和鐵芯工藝產(chǎn)生的毛刺、鐵銹與焊渣等因素引起接地。

二、變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的檢測

2.1 變壓器油色譜跟蹤試驗(yàn)分析

變壓器內(nèi)部是否正常或存在故障，常用變壓器油色譜跟蹤試驗(yàn)分析，以此來查明原因。如表1 所示。

2.2 測量接地線有無電流

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障很容易出現(xiàn)一種假象，那就是有時(shí)候變壓器鐵芯在碰到上夾件而造成多點(diǎn)接地故障時(shí)，接地電流只存在于鐵芯夾件的內(nèi)部，而鐵芯接地引出線中并沒有電流流過。因此，變壓器鐵芯的外引接地套管的接地線上是否有電流通過可以用鉗形電流表來檢查。因?yàn)樵谝话闱闆r下，變壓器鐵芯的接地電流都在mA 級(jí)別，小于,0.3A 的，但地線上故障電流就有可能會(huì)達(dá)到17-25A ，鐵芯主磁通周圍會(huì)出現(xiàn)匝內(nèi)有環(huán)流流過的短路匝。所以只要測量接地引線中有無電流，就可以判斷出變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障是否在變壓器鐵芯中出現(xiàn)。

三、變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障的處理方法

3.1 電容放電沖擊法

變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障一般都是由鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的。可以利用高壓電氣試驗(yàn)，然后用升壓變壓器進(jìn)行慢慢升壓放電，但是在做試驗(yàn)的時(shí)候要根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境、變壓器的接地方式和接地程度等具體情況來進(jìn)行。具體的操作步驟是：首先，要用輸出電壓大約在2500V 的直流電壓發(fā)生器對(duì)0.3 ～ 50μF 左右的電容進(jìn)行充電，再用充好電的電容器對(duì)變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障點(diǎn)進(jìn)行放電，此時(shí)判定變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障點(diǎn)，就是聽有沒有響聲，看有沒有青煙冒出就可以判定。但這樣還不算完成了電容放電沖擊，在判定了故障點(diǎn)以后還需要用絕緣拉桿將電容器與直流電壓發(fā)生器的連接線斷開并與外引線接觸，然后能聽到放電聲時(shí)才算完成。要證明已經(jīng)排除變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，需要用1000V 兆歐表測量變壓器鐵芯絕緣電阻，絕緣電阻值達(dá)到正常值時(shí)就代表已經(jīng)排除了。

3.2 電流沖擊法

首先要先把電焊機(jī)的輸出電流調(diào)到最小值，之后把變壓器鐵芯接地端和電焊機(jī)接地線連在一起，墊腳要用焊把快速碰觸，這個(gè)時(shí)候要墊腳與鐵芯片會(huì)形成一個(gè)回路后，流過接地故障點(diǎn)的電流就會(huì)把故障點(diǎn)燒掉。在使用大電流沖擊法操作時(shí)，變壓器鐵芯墊腳的地方如果冒出黑煙，就代表沖擊電流值在不斷加

大。這時(shí)就要立刻把電焊機(jī)給關(guān)掉，然后檢查墊腳墊塊木紋方向有沒有發(fā)黑或存有碳化物，如果有就要將所有發(fā)黑的木墊塊換成干燥的木墊塊以后，對(duì)地與鐵芯進(jìn)行絕緣測量。測量結(jié)果如果是正常的，這就表明變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障已經(jīng)排除。

四、防范措施

對(duì)于500kV 油浸式變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障，其實(shí)是可以在一定程度去防范的，可以從以下幾點(diǎn)入手：

（1）一般只要在制造的過程中把內(nèi)部遺留的雜質(zhì)認(rèn)真的清理干凈，新變壓器安裝時(shí)，現(xiàn)場用吊罩檢查鐵芯夾件，油箱清理干凈，油質(zhì)也要干凈，鐵芯槽和各間隙處都要用油或氮?dú)鈦頉_吹清理。不能吊罩檢查的變壓器，應(yīng)在采取措施后從人孔進(jìn)入檢查。

（2）對(duì)于變壓器的監(jiān)造和出廠驗(yàn)收工作要加強(qiáng)。

（3）強(qiáng)化變壓器的定期檢查工作，在發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地時(shí)要及時(shí)解決。

五、總結(jié)

通過以上的分析，我們可以知道變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障一般都是由鐵芯毛刺、焊渣或懸浮物引起的。而對(duì)于鐵芯故障可以通過變壓器油色譜跟蹤試驗(yàn)分析和測量接地線有無電流來進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，然后再通過直流法和交流法來判斷鐵芯故障點(diǎn)，確定以后就用電容放電沖擊法和電流沖擊法來處理變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障。通過以上的方法來處理變壓器鐵芯多點(diǎn)接地故障不但效果明顯，而且省時(shí)又省力。

來源：變壓器技術(shù)雜志

作者：黃學(xué)真中電廣西防城港電力有限公司

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